探索NBM6123 ChiP™模拟低压非隔离总线转换器模块评估板

作为电子工程师，我们经常需要对各类转换器模块进行评估和测试，以确保其性能符合设计要求。今天，我就来和大家详细聊聊Vicor的NBM6123 ChiP™模拟低压非隔离总线转换器模块评估板。

文件下载：BCM6123E60E10A5T00.pdf

评估板概述

该评估板专为通孔NBM6123 ChiP系列（PNs: NBM6123T46C15A6T0R, NBM6123T60E12A7T0R）设计，可根据应用需求配置各种启用和故障监控方案，能在独立配置或模块阵列中评估NBM。不过，要注意NBM的快速响应可能会暴露电源、负载和相关布线的局限性，所以要尽量减小杂散源和负载阻抗。

NBM的非隔离拓扑允许正向和反向启动，并提供双向保护。但如果动力系统因任何保护而禁用，且存在 (V{SEC}) 时，初级侧会出现等于 (V{SEC}) 减去两个二极管压降的电压。

评估板内容与特点

内容

评估板发货时包含以下物品：

• 1块NBM™评估板
• 1个预装的顶部散热器
• 1个硬件套件，包括1个通孔铝电解输出电容（C121）、3个8针连接器插座、2个2针连接器插座、5个10号螺丝、接线片和垫圈

特点

• 输入输出连接：提供输入和输出接线片，用于连接电源和负载。
• 保护措施：配备适当额定值的输入保险丝，防止短路时过度损坏。
• 滤波设计：输入采用铝电解电容进行额外的电源去耦，输出有基本的滤波布局，包括用于安装通孔铝电解输出电容的插座。
• 控制开关：通过拨动开关（SW101）可启用或禁用NBM。
• 测量接口：提供示波器探头插孔，用于精确测量高频输出电压；还有用于NBM信号引脚（TM、EN和VAUX）和温度监控滤波信号的连接器，以及所有电源引脚的开尔文电压测试点。

评估板组件详细介绍

通用组件

• NBM模块（PS01）：本质上是可逆产品，但在禁用状态下加载初级侧可能会永久损坏单元，具体可参考NBM数据手册。
• 输入接线片：尺寸适合10号硬件，连接输入电源时需注意极性，因为源端的噪声和电压降会通过转换比（K）反映到总线转换器的输出。
• 输入保险丝（F101 & F102）：额定值根据安装的NBM型号而定，用于保护电路。
• 输入滤波：采用铝电解输入电容（C101）。
• 启用/禁用开关（SW101）：通过开关位置控制NBM的启用和禁用，也可通过外部电压源控制EN引脚状态。
• 信号连接器（J102）：提供对总线转换器信号引脚（TM、EN和VAUX）以及外部滤波信号（TM_DC）的访问，所有信号引脚均参考初级非隔离电压返回（SGND）引脚。
• 输出接线片：用于直接连接负载。
• 输出示波器探头插孔（J101）：用于精确测量输出电压（如纹波），使用时需注意避免在通电时安装。
• 输出滤波：有10个1206封装的输出陶瓷电容，还有一个插座可方便安装铝电解输出电容。
• 底盘接地（R106）：可用于将底盘和散热器的公共接地连接到电源接地平面。

测试点说明

测试节点有明确的标签，包括用于连接微型探头、夹子或钩子的SMT测试点，具体如下：	名称	描述
+VIN, PGND	提供NBM™模块输入电压的测量测试点，测试点与模块输入引脚采用开尔文连接。
EN, SGND	用于测量NBM EN引脚相对于SGND引脚的电压。
TM_DC, SGND	用于使用推荐的低通滤波器测量滤波后的NBM TM信号相对于SGND引脚的电压。
TM_PWM, SGND	用于测量NBM TM引脚的脉冲宽度调制输出信号相对于SGND引脚的电压。
VAUX, SGND	用于测量NBM VAUX引脚输出信号相对于SGND引脚的电压。
+VOUT, PGND	提供NBM模块输出电压的测量测试点，测试点与模块输出引脚采用开尔文连接。

物料清单

评估板的物料清单包括通用组件和特定于NBM型号的组件，具体可参考文档中的表格。

推荐测试设备

为了准确评估NBM模块的性能，建议使用以下测试设备：

• 安全眼镜
• DC电源：确保电源具有足够的功率和电流能力。
• 电子负载：确保负载具有足够的功率处理和电流能力。
• 冷却风扇
• 数字万用表（DMMs）
• 示波器和探头
• 互连电线、电缆和紧固硬件

基本连接与操作细节

基本连接

• 确认测试设备电源关闭。
• 将输入DC电源的正极连接到评估板的+IN输入接线片，负极连接到PGND输入接线片。
• 将评估板的CHASSIS_GND接线片连接到安全的“绿线”接地。
• 将评估板的+OUT接线片连接到电子负载的正极输入，PGND输出接线片连接到电子负载的负极输入。
• 验证连接的极性。
• 验证开关（SW101）的位置。
• 使冷却风扇的气流通过NBM散热器鳍片。
• 准备好最新的NBM数据手册作为参考。

操作细节

• 开关SW01可控制NBM的启用。在“OFF”位置，开关将SGND引脚连接到EN网络，禁用NBM；在“ON”位置，EN网络浮空，可通过外部连接控制EN引脚。
• （J102）并联连接器可用于跨不同电路板连接EN网络。
• NBM的散热器连接到CHASSIS_GND接线片，为确保安全，需将CHASSIS_GND接线片连接到接地。
• D101处的可见LED及其偏置电阻网络（R102 & R105）连接到VAUX引脚，当VAUX为高电平时，LED亮起，表示NBM准备好处理全功率。

热考虑与并联操作

热考虑

评估板配备了预装的27mm顶部散热器，运行时需要一个风扇吹过评估板和散热器组件，风扇应放置在距离评估板约4英寸处，面向输出电压侧，推荐使用提供约1000LFM的台式风扇。同时，使用提供的橡胶脚将板抬高约0.4英寸，以允许PCB下方的空气流通。

并联操作

多个NBM的并联和共享性能可通过堆叠多个评估板并使用支架互连输入和输出，形成并联阵列来轻松演示。每个NBM在阵列中的操作方式与独立单元相同，在阻抗相等的情况下，负载可有效分配。

进行并联操作时，需要注意以下几点：

• 并联阵列中的所有NBM必须是相同型号。
• 使用金属支架在+IN & PGND输入接线片、+OUT & PGND接线片和CHASSIS_GND接线片处物理堆叠电路板，同时实现电气连接。
• 所有PGND接线片必须连接到相同电位。
• 支架长度要足够，以避免电路板之间的接触，并允许系统中所有NBM的气流。
• 如果需要协调启用控制，可使用并联连接器（J102）轻松互连EN引脚。

总结

NBM6123 ChiP™模拟低压非隔离总线转换器模块评估板为我们提供了一个方便的平台，用于评估和演示Vicor NBM产品的性能。在使用过程中，我们需要注意安全事项，合理连接测试设备，考虑热管理和并联操作等方面的问题。希望这篇文章能对大家了解和使用该评估板有所帮助。大家在实际使用中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。